การสร้างแบบจำลองลักษณะการเคลื่อนที่ของลูกฟุตบอลที่เป็นแบบโพรเจกไทล์ภายใต้แรงต้านอากาศที่เป็นฟังก์ชันของเวลา
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
วรปรียา กุลสุวรรณ, ศุภกานต์ สีคุณ
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ชัยสิทธิ์ พงษ์พัฒน, อาทิตย์ หู้เต็ม
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบันกีฬาฟุตบอลเป็นที่นิยมอย่างมากในหลายๆประเทศ โดยปัจจุบันนักกีฬาฟุตบอลได้มีการใช้วิทยาศาสตร์ด้านการกีฬามาพัฒนาสมถะภาพของตัวนักกีฬาเองให้มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเล่นและในการซ้อมหรือการแข่งขันได้มีการใช้กล้องจับความเร็วนักกีฬาขณะเล่นเพื่อดูความผิดพลาดในการเล่นของนักกีฬา และทางคณะผู้จัดทำได้มีการศึกษางานวิจัยของ Jeffrey Leela,Donna M.G. Comissiong,Karim Rahaman จาก www.lajpe.org ซึ่งเป็นงานวิจัยในปี ค.ศ.2014 พวกเขาได้ศึกษาเรื่องการเคลื่อนที่ของลูกฟุตบอลและได้สร้างแบบจำลองของ soccer ball โดยคำนวณหาวิธีโค้งของการยิงของลูกฟุตบอลในเชิงตัวเลขโดยคิดแรงต้านอากาศ αv โดยที่ α คือสัมประสิทธิ์แรงต้านอากาศ α(t)=C_d te^(-C_d t) v โดยที่ v คือความเร็ว และสามารถคำนวณหาวิถีโค้งในการยิงลูกฟุตบอลได้ทำให้นักกีฬาเกิดความผิดพลาดในการเล็งมุมน้อยลงและยิงได้แม่นยำมากขึ้น
ดังนั้น โครงงานของเราจึงมีแนวคิดว่าจะใช้กฎข้อที่ 2 ของ Newton นั่นก็คือ ƩF=ma มาคำนวณหาความเร็วในการยิงของลูกฟุตบอลซึ่งเป็นการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ ซึ่งการเคลื่อนที่อยู่ภายแรงต้านอากาศ(αv) ที่เป็นฟังก์ชันของเวลา(t) และใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์เรื่อง calculus สมการเชิงอนุพันธ์อันดับที่ 1 และการอินทิเกรต เข้ามาประยุกต์ให้และนำมาคิดคำนวณหาความเร็ว(v) เพื่อที่จะได้เป็นประโยชน์กับนักกีฬาฟุตบอลให้สามารถยิงลูกฟุตบอลได้แม่นยำมากขึ้น
ปัญหา(Problem or Question being addressed)
นักกีฬาไม่สามารถคำนวณหาความเร็วที่เหมาะสมในการยิงของลูกฟุตบอลในแบบวิถีโค้งภายใต้แรงต้านอากาศได้ ทำให้เกิดความแม่นยำในการยิงน้อยลง
สมมติฐาน (Hypolysis)
สามารถสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ของการยิงของลูกฟุตบอลโดยผ่านการคำนวณหาความเร็ว(v)และการกระจัดของลูกฟุตบอลภายใต้แรงต้านอากาศ(αv)ที่เป็นฟังก์ชันของเวลา(t)ได้